DE767791C

DE767791C - High frequency cable

Info

Publication number: DE767791C
Application number: DEL93280D
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr-Ing Gutzmann; Rudolf Dr-Ing Hintze
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1937-09-17
Filing date: 1937-09-17
Publication date: 1953-08-24
Also published as: FR843314A; BE430112A; CH205040A

Description

Als Hochfrequenzkabel, die z. B. in Sendern zur Speisung der Antenne oder an anderen Stellen zur Fortleitung von hochfrequenten Strömen dienen, verwendet man häufig koaxiale Leitersysteme, die aus einem Innen- und einem rohrförmigen Außenleiter bzw. mehreren Rohrleitern bestehen.. Derartige Hochfrequenzkabel wurden bisher unter Verwendung eines gasförmigen Dielektrikums aufgebaut. In den meisten Fällen wurde derAs a high frequency cable that z. B. in transmitters to feed the antenna or at other points Continuation of high-frequency currents are used, one often uses coaxial conductor systems, which consist of an inner and a tubular outer conductor or several pipe conductors .. Such High frequency cables have heretofore been made using a gaseous dielectric built up. In most cases, the

ίο Innenleiter durch in gewissen Abständen angeordnete Scheiben aus keramischem Material od. dgl. getragen. Im übrigen bestand das Dielektrikum aber im wesentlichen aus Luft. Diese Art von Kabeln muß man zur Gruppe spannungsbegrenzter Kabel rechnen, d. h. die Kabel können bei gegebenem Innendurchmesser des Außenleiters und bekanntem Feldstärkengrößtwert mit einer bestimmten höchstzulässigen Spannung betrieben werden, wenigstens für höhere Leistungen und im Bereich der Mittel- und Langwellen. Infolge' der verhältnismäßig geringen Durchschlagsfestigkeit der Luft, meist von atmosphärischem Druck, bedingt diese Bauweise sehr große Abmessungen, d. h, hohes Gewicht und großen Rohstoffaufwand. Es sind weiterhin Kabel bekanntgeworden, die eine koaxiale Anordnung aufweisen und bei denen der Innenleiter selbst aus einem Geflecht bzw. einer Litze besteht und mit einem festen Dielektrikum umgeben ist, auf dem sich wiederίο Inner conductor through arranged at certain intervals Discs made of ceramic material or the like. Worn. Otherwise it existed Dielectric but essentially made of air. This type of cable has to go to the group calculate voltage-limited cables, d. H. the cables can with a given inner diameter of the outer conductor and known maximum field strength value with a certain maximum permissible Voltage can be operated, at least for higher powers and in the range of medium and long waves. As a result of the relatively low dielectric strength of the air, mostly due to atmospheric pressure this construction very large dimensions, d. h, high weight and large amount of raw materials. There are also cables known that have a coaxial arrangement and at which the inner conductor itself consists of a braid or a strand and with a solid Dielectric is surrounded on which again

ein geflochtener Leiter befindet, der gegebenenfalls wieder mit einer festen Isolierhülle umgeben sein kann. Bei dieser Kabelanordnung ist das Dielektrikum zwischen Innen- und Außenleiter ein festes. Femer ist angeregt worden, Poly isobutylen als Isolation für elektrische Kabel und Leitungen zu verwenden. Die Erfindung schlägt nun ein Hochfrequenzkabel z. B. als Antennenspeisekabel in Sendela anlagen vor, das aus koaxial angeordneten, aus Teilleitern zusammengesetzten Leitern besteht, zwischen denen eine Isolierschicht aus plastischem Material angeordnet ist, und bei dem erfindungsgemäß der Innenleiter aus Hochfrequenzlitze, die Isolierschicht aus einer hochpolymerisierten Kohlenwasserstoffverbindung mit einem Verlustwinkel, dessen trigonometrische Tangente kleiner als io"³ ist, und der Außenleiter aus einem biegsamen, aus einer Anzahl von Leitern gebildeten Geflecht besteht.a braided conductor is located, which can optionally be surrounded again with a solid insulating sleeve. With this cable arrangement, the dielectric between the inner and outer conductors is solid. Furthermore, it has been suggested to use poly isobutylene as insulation for electrical cables and wires. The invention now proposes a high frequency cable z. B. as an antenna feeder cable in Sendela, which consists of coaxially arranged conductors composed of partial conductors, between which an insulating layer made of plastic material is arranged, and in which, according to the invention, the inner conductor is made of high-frequency stranded wire, the insulating layer of a highly polymerized hydrocarbon compound with a loss angle trigonometric tangent is smaller than io " ³ , and the outer conductor consists of a flexible braid formed from a number of conductors.

In der Abbildung ist eine beispielsweise Ausführung eines derartigen Hochfrequenzkabels dargestellt. Der Innenleiter 1 besteht aus Hochfrequenzlitze und ist mit einer Schicht 2 aus plastischem Material als Dielektrikum umgeben, das eine hochpolymere Kohlenwasserstoffverbindung geringer Verluste ist. Auf dieses Isoliermaterial aus hochpolymerer Kohlenwasserstoffverbindung, die den Innenleiter ohne jeglichen Lufteinschluß umgibt, d. h. aufgespritzt ist, wird als Außenleiter ein biegsames Geflecht 3 aus einer Vielzahl von Einzelleitern aufgebracht, der sich wiederum innigst an das Isoliermaterial anschmiegt, so daß hier infolge der Plastizität Lufteinschlüsse vermieden werden. Der Aufbau des erfindungsgemäßen Kabels weist folgende grundsätzliche Einzelheiten auf: i. Der Innenleiter besteht aus Hochfrequenzlitze; hierunter ist ein Leiter zu verstehen, der aus dünnen für sich isolierten Drähten zusammengesetzt ist; 2. als Isoliermaterialist ein plastisches Material mit dielektrischen Verlusten, die kleiner als 10-³ sind, verwendet, und zwar besteht dieses Isoliermaterial aus hochpolymerisierten Kohlen-Wasserstoffverbindungen; 3. als Außenleiter wird ein biegsames Geflecht benutzt, das beispielsweise aus einer Vielzahl von Einzelleitern besteht und sich entsprechend fest an das ■ Isoliermaterial anpreßt. jThe figure shows an example of an embodiment of such a high-frequency cable. The inner conductor 1 consists of high-frequency braid and is surrounded by a layer 2 of plastic material as a dielectric, which is a high-polymer hydrocarbon compound with low losses. On this insulating material made of a high polymer hydrocarbon compound, which surrounds the inner conductor without any air inclusion, i.e. is sprayed on, a flexible braid 3 made of a large number of individual conductors is applied as the outer conductor, which in turn clings closely to the insulating material, so that air inclusions are avoided here due to the plasticity will. The structure of the cable according to the invention has the following basic details: i. The inner conductor consists of high-frequency stranded wire; this is to be understood as a conductor composed of thin wires that are insulated for themselves; 2. Isoliermaterialist as a plastic material having dielectric losses, which are smaller than 10- ^3, used, and indeed is this insulating material consists of highly polymerized carbon-hydrogen compounds; 3. A flexible braid is used as the outer conductor, which consists, for example, of a large number of individual conductors and which presses firmly against the insulating material. j

Als Dielektrikum kann jede hochpolymere j plastische Kohlenwasserstoffverbindung verwendet werden, beispielsweise polymerisierte Butylenverbindungen fwie sie im Vortrag von j A. Schwarz "Über Kunststoffe unter be- \ sonderer Berücksichtigung der Bedürfnisse der j Gummi-Industrie-, gehalten vor der Hauptversammlung der DKG am 5. bis 7. 7. 37 in Frankfurt M., dargelegt und im "Kunststoffhandbucli.. von Dr. F. Pabst, 2. Auflage, S. S7, beschrieben sind), sofern sie, wie ange- ^! geben, plastisch sind und einen Verlustwinkel 1 haben, der kleiner als io"³ ist. Durch die Verwendung des Isolierstoffes aus hochpolymeren Kohlenwasserstoffverbindungen ist das Kabel j sehr beweglich. Des weiteren ist es durch dieAs dielectric every high polymer j plastic hydrocarbon compound can be used, for example, polymerized Butylenverbindungen they QHow in the lecture by J. A. Black "About Plastics under certain \ Sonderer into account the needs of the j Rubber Industry, held prior to the meeting of the DKG on the 5th to 7. 7. 37 in Frankfurt M., and in the "Kunststoffhandbucli .. by Dr. F. Pabst, 2nd edition, p. S7), provided they, as appropriate ^! are plastic and have a loss angle 1 which is smaller than 10 " ^3. The use of the insulating material made from high-polymer hydrocarbon compounds means that the cable j is very flexible

Verwendung des genannten Isolierstoffes im j Gegensatz zu den bisherigen Hochfrequenzkabeln möglich geworden, jeden Lufteinschluß zu vermeiden. Dadurch, daß jeglicher Luft- ^! einschluß vermieden wird, wird die Durch- ! Schlagsfestigkeit bedeutend heraufgesetzt. Der ι plastische Isolierstoff schmiegt sich dem Inneni leiter innigst an. Es ist hierbei zu beachten, daß in bezug auf die Durchschlagsfestigkeit die I Umgebung in der Nähe des Innenleiters infolgeIn contrast to the previous high-frequency cables, the use of said insulating material has become possible to avoid any air inclusion. By the fact that every air ^! Inclusion is avoided, the through-! Impact strength significantly increased. The ι plastic insulating material hugs the inner conductor very closely. It should be noted here that with regard to the dielectric strength, the environment in the vicinity of the inner conductor as a result

seines kleinen Krümmungskreises elektrisch ' die am stärksten beanspruchte Stelle ist. Der ; Vorteil der sehr geringen Dämpfung und der '■■ Kapazitätsarmut von luftrauniisolierten Hochi frequenzkabeln geht auch bei dem erfindungs- ! gemäßen Hochfrequenzkabel nicht verloren.its small circle of curvature electrically 'is the most stressed point. Of the ; The advantage of the very low attenuation and the low capacitance of air-uni-insulated high-frequency cables is also possible with the invention! proper high-frequency cable is not lost.

■ Ein Kabel mit Masseisolierung hat bei gleicher i Leiterbauart mehr Dämpfung als ein luftraum-I isoliertes. Diesen Mangel weist aber die erfindungsgemäße Anordnung nicht auf, da der■ A cable with ground insulation has more attenuation than an air room I with the same conductor design isolated. However, the arrangement according to the invention does not have this defect, since the

j Innenleiter verlitzt ist. Man erzielt dadurch '■ eine Kabeldämpfung, die genau so klein ist wie diejenige eines gleich starken Luftraumkabels. Beispielsweise sei auf ein erfindungsgemäßes Kabel mit einem Außenleiterdurchmesser von 32 mm und einem Seelendurchmesser von 8 mmj inner conductor is stranded. One achieved by '■ a cable loss, which is as small as that of an equally strong airspace cable. For example, consider a cable according to the invention with an outer conductor diameter of 32 mm and a core diameter of 8 mm

■ hingewiesen, welches einen Z-Wert von 57 Ohm j hat. Ein optimal dimensioniertes Luftkabel mit Volleiter hätte nach einem Aufsatz in der E. T. Z., 1935, S. 1246 und 1247, eine Dämpfung von 0,1 bzw. 0,09 Np/km bei einer Frequenz von .1 MHz, je nachdem, ob man gleichen Innenoder gleichen Außendurchmesser wählt, wie bei dem erfindungsgemäßen Kabel. Demgegenüber sind bei dem Hochfrequenzvollkabel gemaß der Erfindung mit Litzenleiter Dämpfungen von nur o,oS Np;km vorhanden. Der Nachteil des Volldielektrikums (2,4) ist durch die günstige Verlitzung des Innenleiters mehr als aufgehoben worden. Gleichzeitig ist bei dem erfindungsgemäßen Kabel zu beachten, daß große Luftraumkabel nicht in bezug auf die Dämpfung, sondern nur hinsichtlich der Spannungssicherheit dimensioniert werden. Die dann dabei auftretende Dämpfung ist wesentlich kleiner als notwendig. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Kabels liegt weiterhin in dem wesentlich kleineren Bauvolumen bei gleicher Leistung. Durch das bedeutend kleinere Bauvolumen ergibt sich eine bedeutende Ersparnis an Rohmaterial, insbesondere an Kupfer, Blei und Eisen. Da das spezifische Gewicht des verwendeten Isolierstoffs etwa kleiner als 1 ist, tritt auch beim Dielektrikum keine Gewichtsvermehrung gegenüber der Ausführung mit Luftdielektrikum und keramischen Abstandsringen ein. Das Gewicht des erfindungsgemäßen■ pointed out, which has a Z value of 57 ohms j has. An optimally dimensioned aerial cable with a full conductor would have been after an attachment in the E. T. Z., 1935, pp. 1246 and 1247, an attenuation of 0.1 or 0.09 Np / km at a frequency of .1 MHz, depending on whether you are using the same indoor or selects the same outer diameter as in the cable according to the invention. In contrast are attenuations in the high-frequency full cable according to the invention with stranded conductors of only o, oS Np; km available. The disadvantage of the full dielectric (2.4) is due to the favorable Leaning of the inner conductor more than has been lifted. At the same time is in the invention Cable it should be noted that large airspace cables are not used in terms of attenuation, but only in terms of voltage security be dimensioned. The then occurring attenuation is much smaller than necessary. The advantage of the cable according to the invention also lies in the essential smaller construction volume with the same performance. Due to the significantly smaller construction volume there is a significant saving of raw material, especially copper, lead and Iron. Since the specific weight of the insulating material used is approximately less than 1, there is also no weight increase with the dielectric compared to the execution Air dielectric and ceramic spacer rings. The weight of the invention

Hochfrequenzkabels beträgt nur etwa 12% des Gewichts der bisher verlegten sog. Schalenkabel, und zwar in der schweren Ausführung für Erdverlegung nur etwa 4 kg/m. Die Materialersparnis ist im einzelnen die folgende:High-frequency cable is only about 12% of the weight of the so-called shell cables laid so far, in the heavy version for underground laying only about 4 kg / m. The material savings is in detail the following:

Materialmaterial ErsparnisSavings Verbleibender ·
BedarfRemaining ·
requirement 10 Kupfer
Eisen
Blei 10 copper
iron
lead rd. 83%
rd. 87%
rd. 100%approx. 83%
approx. 87%
approx. 100% rd. 17 ο/«
rd. 13%
rd. 0%approx. 17 ο / «
approx. 13%
approx. 0%

Das erfindungsgemäße Kabel hat noch den weiteren Vorteil, daß es ohne Bleimantel in der Erde verlegt werden kann, da das Isoliermaterial unhygroskopisch ist, während die Durchschlagsfestigkeit von Luft bei Schalenkabeln sehr stark von der Luftfeuchtigkeit abhängig ist.The cable according to the invention has the further advantage that it is without lead sheath in the Earth can be laid as the insulation material is unshygroscopic, while the The dielectric strength of air in shawl cables depends very much on the humidity is dependent.

Claims

Claim:

High-frequency cable for the transmission of large energies, e.g. B. as an antenna feeder cable in transmission systems, which consists of coaxially arranged conductors composed of partial conductors, between which an insulating layer of plastic material is arranged, characterized in that the inner conductor is made of high-frequency stranded wire, the insulating layer of a highly polymerized hydrocarbon compound with a loss angle, its trigenometric tangent is less than 10- ^3, and the outer conductor of a flexible, formed from a number of conductors braid consists.

To distinguish the subject matter of the invention from the state of the art, the following publications were considered in the granting procedure:
German Patent Nos. 181 461, 317 406 601 253, 622 516;

U.S. Patent Nos. 1781093, 1841473, 1856204, ι 981 968, 2018353, 2029421, 2034033, 2086629;

British Patent Specification No. 21377 dated 1892, 322 811, 332 573, 407 718, 408 472,

443772;
French patents No. 47 443 add.

e.g. Patent 775306, 794429; .
Swiss Patent No. 161,989;
Telegraph and telephone technology 1933,

Pp. 219 to 225, in particular pp. 221 and 224; Zs. F. Techn. Physics 1935, pp. 629 to 633,

in particular p. 631;
Publications of the LG. FarbenindustrieA.G.

dated April 23, 1936 »Oppanol B leaflet f. d.

Electrical engineering ", from April 26, 1937" Oppa-

nol Bd-;
Magazine Kautschuk 1937, pp. 183 to 188.

1 sheet of drawings

1 5345 8.53